CN106916600A - 废橡胶裂解系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种废橡胶裂解系统，包括：原料预处理单元，用于切割废轮胎形成胶粒；进料单元，用于实现密封无氧进料；热解反应单元，包括反应器及缠绕于反应器外部的加热线圈，加热线圈以电磁辐射的方式对反应器供热以使原料热解形成油气混合物；反应器下端设有炭黑出料口，上端设有油气出气口；炭黑收集/精制单元；油气冷凝单元，与油气出气口连接，包括换热器和油品收集罐，换热器用于冷凝油气混合物形成初级油品和可燃气，油品收集罐用于收集初级油品；油品收集/精制单元，与油品收集罐连接；燃气净化/发电单元，用于净化可燃气并发电；以及废水处理单元。所述废橡胶裂解系统可实现能源的系统内部循环利用。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种新型废橡胶裂解处理工艺，属于固废处理领域。
【背景技术】
随着汽车行业的快速发展，废旧橡胶的生产量日益增加。日前，全世界废轮胎积存量已达30多亿条，而且还以每年10亿条的速度增长。我国目前是汽车保有量第二大国，每年的废轮胎产出量也数量巨大，每年的消耗量都达到了1000万吨以上，而且还在持续的大量增长。中国废轮胎存量巨大，而国内对于废轮胎的无害化利用率不足60％。废轮胎经热解处理后生成炭黑和油品等能源物质，能有效减轻环境污染、实现资源循环利用，创造出极大的环境效益和经济效益。废轮胎资源化裂解处理项目市场潜能巨大。
传统的废轮胎裂解制炭黑和油品技术，通常都采用锅炉燃烧生成高温烟气、经高温烟气对回转窑式裂解炉进行间接加热的方式。此种处理方式所需设备体积巨大、占地面积广，烟气热利用效率低下，锅炉的明火加热也容易造成安全隐患；整个工艺系统包含的设备较多、使系统的操作和控制非常的繁琐。
【发明内容】
本发明提供一种废橡胶裂解系统，可以有效解决上述问题。
一种废橡胶裂解系统，包括：原料预处理单元，用于将废轮胎中的钢丝与胎体分离和并切割所述胎体形成胶粒；进料单元，与所述原料预处理单元连接，用于实现密封无氧进料；热解反应单元，与所述进料单元连接，包括反应器以及缠绕于所述反应器外部的加热线圈，所述加热线圈以电磁辐射的方式对反应器供热以使原料热解形成油气混合物，所述反应器下端设有炭黑出料口，上端设有油气出气口；炭黑收集/精制单元，与所述炭黑出料口连接；油气冷凝单元，与所述油气出气口连接，包括换热器和油品收集罐，所述换热器用于冷凝所述油气混合物形成初级油品和可燃气，所述油品收集罐用于收集所述初级油品；油品收集/精制单元，与所述油品收集罐连接；燃气净化/发电单元，用于净化所述换热器产生的可燃气，并通过所述可燃气发电；以及废水处理单元，用于处理来自所述燃气净化/发电单元和所述油品收集/精制单元产生的废水。
进一步的，所述原料预处理单元包括切割机、破碎机、研磨机和第一磁选机，所述切割机用于将废轮胎中的钢丝与胎体分离和并切割所述胎体，所述破碎机用于将胎体进一步破碎成小块，所述研磨机将小块胎体磨碎成细小颗粒，所述第一磁选机用于将细小颗粒中的钢丝分离出来形成所述胶粒。
进一步的，所述进料单元包括原料提升机、料斗和进料螺旋，所述胶粒经所述原料提升机进入所述料斗，并经所述料斗进入所述进料螺旋，所述进料螺旋通过变螺距挤压的方式，把胶粒中混进的空气排出，实现密封无氧进料。
所述废橡胶裂解系统进一步包括料仓，设置于所述原料预处理单元与所述进料单元之间，用于储存所述胶粒。
进一步的，所述炭黑收集/精制单元包括炭黑出料输送螺旋、第二磁选机、炭黑收集仓、炭黑研磨机、炭黑打包机；所述炭黑出料输送螺旋设置有冷凝水换热器用于使高温炭黑降至常温；所述炭黑出料输送螺旋的螺旋出口端连接所述第二磁选机；所述第二磁选机用于将炭黑中混入的少量钢丝分离出来，并送至所述炭黑收集仓；所述炭黑研磨机用于将所述炭黑收集仓中的炭黑研磨精制；所述炭黑打包机用于将精制后的炭黑打包。
进一步的，所述换热器为三级换热，采用立式列管式换热器，换热器壳程为冷凝水，所述换热器顶部采用冷凝后的初级油品进行喷淋。
进一步的，所述油品收集罐中的初级油品液位达到高位时，被向外输出；所述油品收集罐中的初级油品液位在低位时，停止向外输出，并将初级油品经输油泵输送至所述换热器顶端进行喷淋来冷却所述油气混合物。
进一步的，所述油品收集/精制单元包括油水分离罐和油品精馏器；所述初级油品在所述油水分离罐中经重力作用将水、油分离；所述油水分离罐下层分离出来的废水，送往所述废水处理单元进行处理；所述油水分离罐上层为脱水后的初级油品，送往所述油品精馏器进行精馏。
进一步的，所述燃气净化/发电单元包括燃气净化塔、净化液罐、储气罐和燃气发电机；所述燃气净化塔用于将所述净化液罐中的碱性净化液喷淋洗涤所述可燃气；所述储气罐用于储存净化后的可燃气；所述燃气发电机与所述储气罐连接，用于将净化后的可燃气发电并供电给所述热解反应单元。
进一步的，所述废水处理单元包括废水中和池、超滤系统和纳滤系统。
本发明提供的新型废橡胶裂解系统，由烟气加热方式改为电加热方式，有效的提高了热利用效率；取消了锅炉燃烧生成烟气的模块和废气处理模块，极大的减少了设备数量、减小了设备体积，不仅降低了设备投资成本，还使系统的运行更加的安全和简便。另外，本发明的设备简单、占地面积小，极大降低了设备和厂房投资成本。系统操作简便、运行效果良好，能有效对废橡胶进行裂解反应，实现资源化回收利用。系统无废气和废渣产生，废水经处理后回用，实现了绿色生产。系统产生的燃气进行发电，生产的电能供给反应器电能消耗，实现了系统内部能源回收和循环利用。
【附图说明】
图1为本发明实施例提供的废橡胶裂解系统的原理框图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
请参照图1，本发明实施例提供一种废橡胶裂解系统，包括：原料预处理单元10、进料单元11、热解反应单元12、炭黑收集/精制单元13、油气冷凝单元14、油品收集/精制单元15、燃气净化/发电单元16以及废水处理单元17。
所述原料预处理单元10，用于将废轮胎中的钢丝与胎体分离并切割所述胎体形成胶粒。所述原料预处理单元10进一步包括切割机、破碎机、研磨机和第一磁选机。所述切割机用于将废轮胎中的钢丝与胎体分离和并切割所述胎体。所述破碎机用于将胎体进一步破碎成小块，大小达到5cm左右。所述研磨机将小块胎体磨碎成细小颗粒。所述第一磁选机用于将细小颗粒中的钢丝分离出来形成所述胶粒，优选的，所述胶粒的粒径不大于2cm。
所述进料单元11，与所述原料预处理单元10连接，用于实现密封无氧进料。所述进料单元进一步包括原料提升机、料斗和进料螺旋。所述胶粒经所述原料提升机进入所述料斗，并经所述料斗进入所述进料螺旋。所述进料螺旋通过变螺距挤压的方式，把胶粒中混进的空气排出，从而实现密封无氧进料。
所述热解反应单元12，与所述进料单元11连接，包括反应器以及缠绕于所述反应器外部的加热线圈。所述加热线圈以电磁辐射的方式对反应器供热以使原料热解形成油气混合物。所述反应器下端设有炭黑出料口，上端设有油气出气口。
所述炭黑收集/精制单元13与所述热解反应单元12的炭黑出料口连接。所述炭黑收集/精制单元13进一步包括炭黑出料输送螺旋、第二磁选机、炭黑收集仓、炭黑研磨机、炭黑打包机。所述炭黑出料输送螺旋设置有冷凝水换热器用于使高温炭黑降至常温。所述炭黑出料输送螺旋的螺旋出口端连接所述第二磁选机。所述第二磁选机用于将炭黑中混入的少量钢丝分离出来，并送至所述炭黑收集仓。所述炭黑研磨机用于将所述炭黑收集仓中的炭黑研磨精制。所述炭黑打包机用于将精制后的炭黑打包。
所述油气冷凝单元14，与所述热解反应单元12的油气出气口连接，包括换热器和油品收集罐。所述换热器用于冷凝所述油气混合物形成初级油品和可燃气，所述油品收集罐用于收集所述初级油品。所述换热器为三级换热，采用立式列管式换热器，换热器壳程为冷凝水，所述换热器顶部采用冷凝后的初级油品进行喷淋。进一步的，当所述油品收集罐中的初级油品液位达到高位时，被向外输出。当所述油品收集罐中的初级油品液位在低位时，停止向外输出，并将初级油品经输油泵输送至所述换热器顶端进行喷淋来冷却所述油气混合物。这样设置有利于减少冷凝水的使用。
所述油品收集/精制单元15与所述油气冷凝单元14的油品收集罐连接。所述油品收集/精制单元包括油水分离罐151和油品精馏器。所述初级油品在所述油水分离罐中经重力作用将水、油分离；所述油水分离罐下层分离出来的废水，送往所述废水处理单元17进行处理。所述油水分离罐151上层为脱水后的初级油品，送往所述油品精馏器进行精馏。从所述油水分离罐151下层分离出来的废水一般呈酸性。
所述燃气净化/发电单元16用于净化所述换热器产生的可燃气，并通过所述可燃气发电。所述燃气净化/发电单元包括燃气净化塔、净化液罐、储气罐和燃气发电机。所述燃气净化塔用于将所述净化液罐中的碱性净化液喷淋洗涤所述可燃气。所述储气罐用于储存净化后的可燃气。所述燃气发电机与所述储气罐连接，用于将净化后的可燃气发电并供电给所述热解反应单元。从所述燃气净化/发电单元流出的废水主要为碱性净化液。
所述废水处理单元17用于处理来自所述燃气净化/发电单元16和所述油品收集/精制单元15产生的废水。所述废水处理单元17包括废水中和池、超滤装置和纳滤装置。经所述油品收集/精制单元分离得到的废水呈酸性，经所述燃气净化/发电单元净化喷淋后收集的废水呈碱性，二种废水进入所述废水中和池中和，再经沉降后通过所述超滤装置和纳滤装置过滤后得到净化。净化后的水返回所述废橡胶裂解系统的油气冷凝单元，实现了资源的系统内部循环利用。
所述废橡胶裂解系统可以进一步包括料仓18。所述料仓18设置于所述原料预处理单元与所述进料单元之间，用于储存所述胶粒。
本发明实施例中的废橡胶裂解系统采用电加热方式，替代了传统的锅炉烟气加热方法，削减了大量的供热系统设备、减少了大量设备占地面积。另外，本工艺产生的可燃气用于燃气发电，电能供给裂解反应器；而废水进行中和、净化，供给油气冷凝单元循环，实现了能源的系统内部循环利用。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种废橡胶裂解系统，其特征在于，包括：
原料预处理单元，用于将废轮胎中的钢丝与胎体分离并切割所述胎体形成胶粒；
进料单元，用于与所述原料预处理单元连接，用于实现密封无氧进料；
热解反应单元，用于与所述进料单元连接，包括反应器以及缠绕于所述反应器外部的加热线圈，所述加热线圈以电磁辐射的方式对反应器供热以使原料热解形成油气混合物，所述反应器下端设有炭黑出料口，上端设有油气出气口；
炭黑收集/精制单元，用于与所述炭黑出料口连接；
油气冷凝单元，用于与所述油气出气口连接，包括换热器和油品收集罐，所述换热器用于冷凝所述油气混合物形成初级油品和可燃气，所述油品收集罐用于收集所述初级油品；
油品收集/精制单元，用于与所述油品收集罐连接；
燃气净化/发电单元，用于净化所述换热器产生的可燃气，并通过所述可燃气发电；以及
废水处理单元，用于处理来自所述燃气净化/发电单元和所述油品收集/精制单元产生的废水。
2.根据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述原料预处理单元包括切割机、破碎机、研磨机和第一磁选机，所述切割机用于将废轮胎中的钢丝与胎体分离并切割所述胎体，所述破碎机用于将胎体进一步破碎成小块，所述研磨机将小块胎体磨碎成细小颗粒，所述第一磁选机用于将细小颗粒中的钢丝分离出来形成所述胶粒。
3.根据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述进料单元包括原料提升机、料斗和进料螺旋，所述胶粒经所述原料提升机进入所述料斗，并经所述料斗进入所述进料螺旋，所述进料螺旋通过变螺距挤压的方式，把胶粒中混进的空气排出，实现密封无氧进料。
4.根据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，进一步包括料仓，所述料仓设置于所述原料预处理单元与所述进料单元之间，用于储存所述胶粒。
5.根据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述炭黑收集/精制单元包括炭黑出料输送螺旋、第二磁选机、炭黑收集仓、炭黑研磨机、炭黑打包机；所述炭黑出料输送螺旋设置有冷凝水换热器用于使高温炭黑降至常温；所述炭黑出料输送螺旋的螺旋出口端连接所述第二磁选机；所述第二磁选机用于将炭黑中混入的少量钢丝分离出来，并送至所述炭黑收集仓；所述炭黑研磨机用于将所述炭黑收集仓中的炭黑研磨精制；所述炭黑打包机用于将精制后的炭黑打包。
6.根据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述换热器为三级换热，采用立式列管式换热器，换热器壳程为冷凝水，所述换热器顶部采用冷凝后的初级油品进行喷淋。
7.根据权利要求6所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述油品收集罐中的初级油品液位达到高位时，被向外输出；所述油品收集罐中的初级油品液位在低位时，停止向外输出，并将初级油品经输油泵输送至所述换热器顶端进行喷淋来冷却所述油气混合物。
8.根据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述油品收集/精制单元包括油水分离罐和油品精馏器；所述初级油品在所述油水分离罐中经重力作用将水、油分离；所述油水分离罐下层分离出来的废水，送往所述废水处理单元进行处理；所述油水分离罐上层为脱水后的初级油品，送往所述油品精馏器进行精馏。
9.根据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述燃气净化/发电单元包括燃气净化塔、净化液罐、储气罐和燃气发电机；所述燃气净化塔用于将所述净化液罐中的碱性净化液喷淋洗涤所述可燃气；所述储气罐用于储存净化后的可燃气；所述燃气发电机与所述储气罐连接，用于将净化后的可燃气发电并供电给所述热解反应单元。
10.据权利要求1所述的废橡胶裂解系统，其特征在于，所述废水处理单元包括废水中和池、超滤系统和纳滤系统。
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